不同金属离子掺杂对纳米二氧化钛光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛光催化剂。通过在基材中加入金属离子,使其进入TiO2晶体中,研究以甲基橙溶液为模拟目标污染物,掺杂不同的过渡金属元素、改变焙烧温度和光照时间等对TiO2光催化活性的影响。结果表明：掺杂的过渡金属离子对TiO2颗粒的光催化性能有一定的影响,同等条件下掺杂不同过渡金属离子后TiO2颗粒的光催化效果不同,掺杂同种过渡金属离子的TiO2颗粒其焙烧温度和光照时间对催化性能也有一定的影响。     

形貌控制及离子掺杂对氧化锌光催化性能影响

利用水热法制备出不同形貌的ZnO,探究形貌对ZnO光催化降解性能的影响。利用金(Au)、氧化石墨烯(GO)对ZnO进行改性,通过紫外-可见漫反射光谱和甲基橙降解率考察样品降解活性和稳定性能。结果表明:棒状ZnO在紫外区域具有较高的光催化降解活性;Au/ZnO、GO/ZnO和GO-Au/ZnO在可见光下催化降解活性均优于ZnO,其中GO-Au/ZnO光催化降解活性最好,在可见光下甲基橙降解率可达到95.94%;经过改性的ZnO不仅具有优良的催化降解活性,还具有良好的稳定性能。     

二氧化钛的制备及光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为钛源,采用水热法和溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛(Ti O2),通过X-射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱进行表征,研究反应温度、反应时间、煅烧温度、煅烧时间及溶液配比对二氧化钛结构及光催化性能的影响。结果表明,水热法制备的Ti O2结晶程度随反应温度、反应时间、煅烧温度的增加而增加,对模拟污染物罗丹明B的降解能力随反应温度、煅烧温度的增加先升高再降低,在反应温度160℃,煅烧温度500℃,反应时间为4h时降解率最高,达83.73%。溶胶凝胶法制备的Ti O2结晶度随水的比例、煅烧温度、煅烧时间的增加而增加,对罗丹明B的光催化降解能力随着水的比例、煅烧温度的增加先增加再降低,水的比例为1∶2.5,煅烧温度为500℃,煅烧时间为6h时光催化降解率最高,为86.82%,而煅烧时间对其催化率影响不明显。     

金属离子掺杂对纳米TiO_2光催化降解造纸废水的影响

本文以廉价的无机盐四氯化钛为原料,通过在基材中加入金属离子,采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2光催化剂。以河北省某造纸厂废水为研究对象,探讨了掺杂铜、铁、锰三种过渡金属离子,改变热处理温度和热处理时间等对废水降解率的影响。研究表明:同等条件下掺杂三种过渡金属元素的TiO2粉末光催化性能的排序为锰>铁>铜,热处理温度和时间对掺杂锰的TiO2粉末光催化性能有一定的影响。     

银掺杂纳米TiO2薄膜光催化降解丙烯酸复鞣剂的研究

以Ti(OC4H9)4为原料,溶胶-凝胶法制备了银掺杂纳米TiO2薄膜,原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的形貌,X-射线衍射(XRD)考察相同条件下得到粉体的相结构.研究了水溶液中丙烯酸复鞣剂的光催化降解行为.研究表明丙烯酸复鞣剂的降解可用 Langmuir-Hinshelwood 方程来描述,即浓度较高时,复鞣剂的光催化降解符合零级动力学方程;浓度较低时,符合一级动力学方程;外加H2O2对复鞣剂的光催化降解有极大的促进作用,但过多加入H2O2反而会使降解效率降低;碱性条件下的降解速率高于酸性条件下的降解速率.     

溶胶-凝胶法制备二氧化钛及其光催化降解性能

以钛酸丁酯[Ti(OC₄H₉)₄]作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO₂)光催化剂。以甲基橙降解率为评价指标,检测无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对TiO₂光催化降解性能的影响,以确定TiO₂优化制备工艺,并通过XRD、TEM进行表征。结果表明,TiO₂的优化制备工艺为:无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比15∶3∶8∶1,煅烧温度550℃,煅烧时间3 h;在此工艺下制得的TiO₂为锐钛矿型,颗粒大小为10～25 nm,对甲基橙的降解率在3 h内可达79.7%,比工业TiO₂(P25)的降解率高9.9%。     

钨杂二氧化钛负载棉织物的微波法制备及光催化性能

采用(NH4)2TiF6为原料,钨酸钠和钨酸铵作为钨源在微波加热的条件下反应生成钨掺杂的锐钛矿W-TiO2,并采用微波辅助法原位处理到棉织物上从而赋予棉织物光催化性能。讨论了(NH4)2TiF6和H3BO3的摩尔比、微波加热温度、钨掺杂比等因素对TiO2晶型的影响,结果表明：(NH4)2TiF6和H3BO3以不同比例混合、微波加热温度、钨掺杂对TiO2晶型没有影响。研究了前驱体浓度、钨掺杂量、微波反应时间及温度对织物光催化性能的影响。制备具有光催化性能的W-TiO2/棉织物的最优工艺是：前驱体浓度为0.05mol/L,95℃微波加热45min,钨的最佳掺杂比例是5%。     

二氧化钛复合纸板对甲基橙水溶液的光催化降解

制备了系列植物纤维-陶瓷纤维-二氧化钛复合纸板,考察了它们对甲基橙水溶液的吸附及光催化降解件能.结果表明.二氧化钛复合纸板对甲基橙具有较好的吸附和光催化降解性能,紫外光照射面积为55 cm2的二氧化钛复合纸板2.5 h后可使15mL、浓度为25 ms/L的甲基橙水溶液的色度减小90%以上.二氧化钛复合纸板在该溶液中的稳定性好,反复使用10次,其时甲基橙的光催化降解性能不变,质量仅减小1.1%.     

钕离子掺杂TiO2的吸附特性和光催化性能

通过液相法中的溶胶-凝胶法制备三价钕离子掺杂的TiO₂。用XRD和DRS测定制备材料的晶型和光吸收能力的变化。以甲基橙作为目标污染物,研究材料的光催化活性和吸附性能。结果表明：TiO₂通过钕离子掺杂能够有效抑制晶型的转变和晶粒的生长,同时能够增强材料的光吸收能力。吸附实验表明：TiO₂通过钕离子掺杂后对甲基橙的吸附效果明显增强;活性实验表明：TiO₂通过钕离子掺杂后光催化降解甲基橙的效果明显提高,当掺杂量为1.5%时,催化活性较好。     

掺杂Fe~(3+)和Zn~(2+)纳米二氧化钛薄膜光催化降解制革废水的试验研究

以掺杂Fe3+和Zn2+的纳米TiO2薄膜作为光催化剂,以自然光为光源,石英砂为载体。初始pH为6.7的条件下,选取热处理温度、Fe3+掺杂比、Zn2+掺杂比、H2O2投加比4个因素设计正交试验,对经絮凝沉淀预处理后的制革废水进行处理,以CODcr和色度去除率为评价指标,探讨了这些因素对CODcr和色度的去除率影响。在最佳条件下就掺杂离子对TiO2薄膜吸收光波段红移的影响和光催化处理后废水可生化性的影响,做了进一步研究。     

多相光催化处理4-氯-愈创木酚的研究

以253.7nm的紫外光为光源,二氧化钛作催化剂,对造纸废水的有毒成分4-氯-愈创木酚进行了光催化降解.结果表明,化学纯二氧化钛经过高温焙烧处理可以增大其催化活性,光强、溶液的初始浓度以及酸碱度影响4-氯-愈创木酚的降解率.通过紫外光谱图对4-氯-愈创木酚的降解进行跟踪,结果表明,氯化有机物中的苯环特征峰完全消失,降解较彻底.     

酸性红37光催化降解动力学的响应曲面法优化及其转化机制

为探索单偶氮染料酸性红37 在水溶液中降解的可行性及在活性氧物种作用下可能的迁移转化机制,利用光催化技术并根据中心复合实验设计原理建立了不同因素对酸性红37 光催化降解效率影响的二次回归方程,得出酸性红37光催化降解的最优条件：催化剂（P25TiO2）质量浓度为2.3 g/L,底物浓度为90μmol/L,温度为12.5 ℃,溶液初始pH值为8.7。研究结果表明：水溶液中不同阴阳离子对酸性红37 降解动力学的影响较大,其中Na+、Fe2+、Fe3+和Zn2+ 等对酸性红37 的降解具有明显的抑制作用,而Cu2+则体现了一定程度的促进作用;然而CrO42-、SO42-、ClO3-、MnO4- 和Cl- 则对其降解均体现了不同程度的抑制作用。最后利用气相色谱质谱联用仪对酸性红37的光催化降解产物进行了初步的分离并进行分析,认为光催化过程中酸性红37分子中N=N和C-N键断裂后的进一步羟基化反应是其主要的降解途径。     

絮凝-纳米二氧化钛光催化氧化法处理造纸废水

通过絮凝-纳米TiO2光催化氧化法对造纸废水进行了处理,并对其处理工艺进行了研究。讨论了在常温下,混凝过程中硫酸铝的投加量和废水pH值以及纳米光催化氧化过程中纳米TiO2投加量、H2O2投加量和光照时间等因素对造纸废水的COD去除率的影响,结果表明,造纸废水的COD去除率达到95%以上,色度去除率达到98%以上,pH值6.82,造纸废水的各项指标达到了排放标准。     

纳米TiO2光催化氧化处理直接耐晒翠蓝染料溶液

采用纳米级TiO2悬浮法光催化氧化处理直接耐晒翠蓝染料溶液,讨论了pH4值、催化剂用量、染料浓度、脱色时间等因素对脱色与降解的影响。实验发现,纳米TiO2对染料的脱色效率高、降解彻底,是一种较有前途的印染废水的处理方法。     

氮碳量子点/二氧化钛复合整理粘胶织物光催化协同构效

为提高服装面料在太阳光下的光催化自清洁性能,采用柠檬酸和尿素制备氮碳量子点(N-CQDs),并通过水热法与纳米二氧化钛(TiO₂)共同整理粘胶织物,制备出太阳光响应复合光催化纺织品。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计等对整理前后的粘胶织物进行表征,测试其光学吸收性、光催化降解脱色性和稳定性,研究N-CQDs、TiO₂及其复合体系降解罗丹明B的协同构效机制。结果表明:在模拟日光下催化降解罗丹明B 5 h时,经N-CQDs/TiO₂整理的粘胶织物脱色率为76.5%,比经TiO₂整理粘胶织物的脱色率(51.3%)提高了49.1%,且循环降解6次后,脱色率仍能达到62.34%。     

Photocatalytic properties of nanocrystalline titanium dioxide films in the degradation of domoic acid in aqueous solution: potential for use in molluscan shellfish biotoxin depuration facilities

Domoic acid (DA) is a water-soluble marine neurotoxin produced and released by certain species of the diatom genus Pseudo-nitzschia. Present in coastal waters, it can be a threat to public health and marine life, and can result in severe economic losses to the molluscan shellfish and crustacean harvesting industries. Here we report on the efficiency of nanocrystalline (NC) titania (TiO₂) thin films used as a photocatalyst in the ultraviolet light photodegradation of DA. Titanium dioxide thin films produced by a sol-gel dip-coating method in the presence of polyethylene glycol of different molecular weights (200, 400 and 600) were deposited on glass substrates and crystallised at 90°C. The films were characterised using spectroscopic ellipsometry, Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. The photocatalytic activity measurements were carried out by immersing the NC TiO₂ films in a DA solution (2500 ng ml^?1) and then exposing them for various times at room temperature to UVA irradiation (λ = approximately 350 nm). The degradation of DA, quantified by HPLC analysis, was not significant when using daylight or ultraviolet light irradiation alone, whereas the NC TiO₂ films prepared at low temperature proved to be a very efficient photocatalyst when used in conjunction with UVA light. The effectiveness of the photodegradation was improved by increasing molecular weight of polyethylene glycol, which increased the thickness of the film. The presence, transformation and degradation of three DA isomers were observed. The approach may eventually be practical for destroying DA in seawater used by aquaculture industry depuration facilities.     

TiO2光催化降解有机物及其在制革废水处理中的应用展望

介绍了TiO2光催化降解有机物的基本原理,总结国内外TiO2光催化剂,尤其是纳米TiO2光催化剂降解有机物的研究现状,并对TiO2光催化技术在制革废水处理中的应用进行展望.     

可见光催化纸光催化剂的载覆方式及其效果研究

本课题首先制备SrTiO_3光催化剂,然后将SrTiO_3采用以下三种方式载覆于纸张中制备光催化纸:⑴直接加填抄造法制备光催化纸;⑵配制成涂料后,采用涂布法制备光催化纸;⑶将光催化剂与纸浆纤维复合制备光催化复合纤维,再与纸浆纤维混合配抄光催化纸。检测和分析光催化剂在纸张中的留着效果及光催化纸对甲醛的降解效果,比较得出最优的光催化剂载覆方式。结果表明:直接加填纸的留着率为64%,对甲醛的降解率为63.5%;涂布纸的留着率为96%,对甲醛的降解率为70.5%;光催化复合纤维纸的留着率为93%,对甲醛的降解率为73.4%。由此可见,光催化复合纤维配抄法为最佳的光催化剂载覆方式。